3. Общая структура и функции компьютера. Принципы построения эвм Дж. Фон Неймана. Состав материнской платы компьютера.

По сути, компьютером является системный блок, а все остальное - это внешние устройства, без которых компьютер сможет выполнять основные свои функции.

Основные составные части компьютера:

- Материнская плата – основная плата, к которой подсоединяются все внутренние элементы компьютера (процессор, видеокарта, модули оперативного запоминающего устройства и др.). Материнская плата обеспечивает слаженную работу всех остальных составляющих компьютера.

- Центральный процессор (CPU, ЦПУ) – элемент компьютера, отвечающий за обработку информации. Основная характеристика ЦПУ - его производительность: от нее зависят возможности компьютера.

- Модули ОЗУ (оперативного запоминающего устройства) – это плата с микросхемами, на которых временно хранится информация, которой оперирует процессор.

- Жесткий диск (запоминающее устройство) – элемент компьютера, содержащий всю информацию, которая находится на компьютере постоянно.

- Видеокарта (графический процессор, GPU) – элемент компьютера, который отвечает за обработку графической информации.

- Блок питания – элемент компьютера, отвечающий за снабжение электричеством всех частей компьютера.

- Приводы - устройства для чтения и записи CD- или DVD-дисков.

- Система охлаждения – составная часть компьютера, отвечающая за рассеивание тепла и предотвращающая перегрев важных элементов компьютера (ЦПУ, видеокарты, материнской платы и т. п.).

- Сетевые карты, модемы – устройства, отвечающие за объединение компьютеров в сеть (в т. ч. интернет).

- Мышь, клавиатура, монитор – внешние устройства, отвечающие за управление компьютером. Как уже было сказано, без любого из них компьютер сможет работать.

Функции компьютера:

-Обработка данных

-Хранение данных

-Перемещение данных

Принципы построения фон Неймана:

Принцип однородности памяти

Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Принцип адресуемости памяти

Основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к хранящимся в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

Принцип последовательного программного управления

Предполагает, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Принцип жесткости архитектуры

Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.

Так же в некоторых источниках указывается принцип двоичного кодирования, но существовали машины, работающие с троичным и с десятичным кодом.

Схематичное изображение машины фон Неймана

Состав материнской платы компьютера.

Основные компоненты разъемы материнской платы:

- Разъём для процессора (любая материнская содержит гнездо для процессора)

- Чипсеты

Чипсеты – это компоненты системной платы, которые организовывают обмен данными между элементами компьютера. Чипсеты включают два моста: северный и южный. Северный мост обеспечивает процесс обмена данными между процессором, видеокартой, оперативной памятью и контролером памяти, а южный мост контролирует обмен данных между устройствами ввода-вывода и дисками. В сегодняшних системах функции северного моста стал брать на себя центральный процессор, что увеличивает быстродействие компьютера.

- Графический адаптер (видеокарта)

- Слоты расширения

На сегодняшний день наиболее популярными считаются слоты на шине PCI express. Через эти разъёмы к системной плате подключаются видеокарты, аудио карты, сетевые карт и т.п.

- BIOS и его батарейка

BIOS - это микросхема, которая отвечает за работу системной платы, а также за работоспособность всех устройств. Эта микросхема питается напряжением от небольшой круглой батарейки. В микросхеме BIOS хранится вся основная информация о системе, время и дата. Сегодня на многих материнских платах микросхема BIOS заменяется чипом EFI. Он выполняет те же функции, что и BIOS, но имеет графический интерфейс, возможность управления мышкой, большую функциональность.

- Разъём питания и разъём для вентилятора

Блок питания компьютера подключается к системной плате через специальный разъём. Кроме того, на системной плате есть разъёмы для подключения кулеров системы охлаждения.

- Разъёмы для периферийных устройств

Внешние устройства подключаются к компьютеру через разъемы на задней части системной платы. Обычно это разъемы для монитора, принтера, мыши, клавиатуры, колонок, и т.д.